陸前高田市文化遺産調査における 3D 機器の活用 陸前高田市文化遺産調査における 3D 機器の活用 向堂観音堂十一面観音菩薩坐像のレプリカ作成の事例を通して 向堂観音堂十一面観音菩薩坐像のレプリカ作成の事例を通して 佐野宏一郎 奈良教育大学大学院 教科教育専攻 理科教育 文化財科学を含む 専修 赤津

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1 陸前高田市文化遺産調査における 3D 機器の活用 陸前高田市文化遺産調査における 3D 機器の活用 向堂観音堂十一面観音菩薩坐像のレプリカ作成の事例を通して 向堂観音堂十一面観音菩薩坐像のレプリカ作成の事例を通して 佐野宏一郎 奈良教育大学大学院 教科教育専攻 理科教育 文化財科学を含む 専修 赤津將之 佐野 宏一郎 奈良教育大学大学院 教科教育専攻 理科教育 文化財科学を含む 専修 奈良教育大学大学院 教科教育専攻 造形表現 美術 書道 伝統文化教育専修 赤津 將之 鈴木奈津 濵松佳生 奈良教育大学大学院 奈良教育大学 教科教育専攻 造形表現 美術 書道 文化遺産教育専修 伝統文化教育専修 鈴木 奈津 濵松 佳生 山岸公基 奈良教育大学 文化遺産教育専修 奈良教育大学 美術教育講座 造形芸術学 山岸 公基 奈良教育大学 美術教育講座 造形芸術学 Practical Use of 3D Devices at Researching Cultural Heritage around Rikuzentakata City Practical Use of 3D Devices at Researching Heritage around Through the ExampleCultural of Making Replicas of Rikuzenntakata City -Through the Example of Making Replicas of Seated Eleven-Headed Avalokiteshvara Statue in Mukaido Seated Eleven-Headed Avalokiteshvara Statue in Mukaido-Kannondo Kannondo - AKATSU Koichiro Koichiro SANO, SANO, Masayuki Masayuki AKATSU (Graduate Nara University Universityof ofeducation) Education) (GraduateStudent, Student, Graduate Graduate School School of of Education, Education, Nara Natsu SUZUKI, SUZUKI, Kai HAMAMATSU Natsu HAMAMATSU (Undergraduate Student, Student, Nara Nara University (Undergraduate University of of Education) Education) Koki YAMAGISHI Koki YAMAGISHI (Department of Fine Arts, Nara University of Education) (Department of Fine Arts, Nara University of Education) 要旨 年度の陸前高田市文化遺産調査において 本学が所有する 先端的デジタル教材開発整備一式 のう ち 3D スキャナと 3D プリンタを用いて 向堂観音堂十一面観音菩薩坐像の三次元計測 レプリカ作成を行った 無住 の小堂である向堂観音堂に安置された十一面観音菩薩坐像の盗難が 管理者から危惧されたことが発端となり調査が行 われ レプリカを作成したことで 被災地域の文化財の保護に貢献した 一方で 学生が主体的に取り組むこの活動は 次世代の教育に必要な実践力を身に着けることにもつながった 本稿では 3D 機器を利用した文化財調査の実践例とし て本調査を報告し この取り組みの被災地への貢献や学生が主体的に行う意義を 次世代の教育的実践力と関連付けなが ら考察する キーワード 3D 機器 3D Devices 文化遺産調査 Researching Cultural Heritage 次世代教育 Education for Future Generation 立像の三次元計測及び それを基にした教材の作成 津波 の被害に遭った宮城県宮城郡七ヶ浜町 湊浜穴薬師石窟仏 1 はじめに の三次元計測 そして本稿で述べる岩手県気仙郡住田町 向堂観音堂十一面観音菩薩坐像の三次元計測 レプリカ作 奈良教育大学は 地域と連携した 学ぶ喜びを知り 自 成などが挙げられる ら学び続ける 教員の養成に向けた持続可能な開発のため の教育活性化プロジェクトの一環として 陸前高田市文化 また 調査に使用した 3D スキャナ及び 3D プリンタは 遺産調査を継続して実施してきた 今年で 6 年目となるこ 学び続ける教員 のための教員養成 研修高度化事業 の調査では 被災地域で被害を免れた文化財を調査し そ 京阪奈三教育大学連携による教員養成イノベーション の価値を明確にして 被災した方々を元気づけることを目 の創成 事業の一環で 国から交付された国立大学改革 的に 陸前高田市を中心とした地域の文化財調査を行って 強化推進補助金によって 奈良教育大学における取組のた きた¹ これに関連して 平成 27 年度の第 4 次調査より めに整備された先進機器の一部である² 導入された先進 三次元計測機器を用いた調査を取り入れている これまで 機器は その活用を通じて教員養成において より実践的 の実績として 岩手県陸前高田市小友町 常膳寺不動明王 な教育力を獲得させることを目指している 199

2 佐野 宏一郎 赤津 將之 鈴木 奈津 濵松 佳生 山岸 公基 本稿では 第 5 次調査 第 6 次調査で行われた向堂観音 事実 向堂観音堂の隣に建つ不動堂は仏像の盗難被害に 堂十一面観音菩薩坐像の三次元計測調査 レプリカ作成を 遭っており 向堂観音堂を管理する近傍の浄福寺多田御住 実践例とし 本学の 3D スキャナをはじめとした先進機器 職をはじめ 住田町の方々は盗難対策が急務であるとお考 が 陸前高田市文化遺産調査の活動を通して どのように えになっていた 2013 年度の第 2 次調査で 学術的な価 被災地域に貢献しているか また この活動に参加した学 値が明確になったことがきっかけとなり 2016 年度の第 生がどのような実践的教育力を学び得たか 本学が被災地 5 次調査で本学の 3D スキャナを用いた三次元計測を実施 で文化財を調査する意義を考察し 報告する し その後 3D プリンタを用いたレプリカ作成を行った 2 3 レプリカの作成 2 陸前高田市文化遺産調査における実践例 2 3 1 3D スキャナによるデータの取得 本項では 陸前高田市文化遺産調査の第 5 次調査 第 6 レプリカ作成に必要な三次元データの計測には 本学の 次調査で行われた向堂観音堂十一面観音菩薩坐像の三次 所有する 3D スキャナ Artec Eva 3D scanner Artec 社 元計測調査 およびレプリカの作成とその利用についての 製 と Dell Precision M3800 (Dell 社製)のパーソナルコ 報告をする ンピュータを用いた Artec Eva 3D scanner は 能動型 ステレオという 光を照射する投影部と対象を観測するカ メラなどの受光部からなるスキャナである この 3D ス 2 1 向堂観音堂と本尊十一面観音菩薩坐像について 向堂観音堂は岩手 キャナは格子状の影があるパターン光を発し 対象に投影 県気仙郡住田町世田 した際の格子のゆがみをカメラが計測することで三次元 米にある無住の小堂 情報を取得する ストラクチャライト方式を採用している である 本尊の十一 ⁵ 非接触で三次元データを取得出来るため 文化財を損 面観音菩薩坐像は 傷する恐れもなく 非常に有用な機器であるといえる ま 2013 年度の第 2 次 た スキャナによって取り込まれたデータは 連動する三 調査で山岸らによっ 次元データ編集ソフトウェア Artec Studio 11 (Artec 社 て調査された 像高 製)により 計測された三次元位置座標が処理される ス 29.8cm やや頭の大 キャナによって取得された座標データは それぞれが線を きなプロポーション 結び ポリゴンと呼ばれる三角形を一つの面とする多面体 と張りのある頬で に変換され 立体データとして記録される 童子を思わせるよう データの取得は 2016 年度の第 5 次調査で 向堂観音堂 な小像である 隣町 内で行った 堂内では電源が確保できなかったため バッ 陸前高田市の常膳寺 テリー駆動で計測を行った レプリカ作成のためには 像 本尊十一面観音菩薩 立像他 室町時代 や に対して全方向からスキャニングを行い 三次元情報を過 図 1. 十一面観音菩薩坐像 不足なく取得することが必要である そのため 像を回転 同市黒崎神社蔵の十一面観音菩薩坐像懸仏 明応五年 盤に乗せ カメラの角度や位置を変え 像を回転させなが 1496 等と作風 形式的特徴が酷似し 室町時代 15 ら複数回に分けてデータを取得した また 頂底部を計測 世紀後半を前後する頃に 同一の作者ないし工房によって するために 像を寝かせた状態での計測も行った 最終的 制作されたと考えられている³ 向堂観音堂は江戸時代に に 記録は 28 カットに分けて計測した 記録した総ポリゴ は気仙三十三観音の十三番札所であり 本尊十一面観音菩 ン数は 124,585,198 で 頂点の数は 72,941,037 であった 薩坐像は 33 年に一度開帳される秘仏として古くから気仙 郡内での信仰を集めてきた⁴ また陸前高田市や住田町域 をふくむ旧陸奥国気仙地域の中世の造仏や信仰を物語る 重要な文化財 歴史資料でもある 2 2 レプリカ作成の経緯 十一面観音菩薩坐像は上記の通り 中世の気仙地域の文 化を知るための重要な仏像である しかし 同像を安置す る向堂観音堂は無住の小堂で 国道 107 号線が堂の前を 通っていることもあって夜間など防犯対策が希薄になら ざるを得ない状況であった 地元の方のお話では 夜間は 車通りこそ少なくないものの 人気はほとんどなく いつ 盗難の被害に遭ってもおかしくない状況であったという 200 図 2 三次元計測の様子

3 陸前高田市文化遺産調査における 3D 機器の活用 とで石膏を任意の形に固定し それを積み立てていくこと 2 3 2 三次元データの編集と出力 計測した三次元データは Artec Studio 11 で読み込む で 3D モデルを出力する 石膏を敷くプラットホームは ことのできるファイル形式で パーソナルコンピュータ内 約 25cm³の空間であるため この大きさ以上の 3D モデル に保存される 計測したデータには 対象以外の情報が読 を出力するには分割する必要がある 今回出力した向堂観 み取られている場合や 計測データにノイズが入ってしま 音堂十一面観音菩薩坐像は像高が 29.8cm であるため 頂 うことがある そのために 不要な情報を削除する必要が 部から約 5cm 下にある頭上面の一段目と二段目の間で切 ある また 複数回に分けて計測を行ったため それらの り離し 別材とした また 内部から石膏を取り出すこと データをつなぎ 統合する必要がある これらの操作は ができるように 底部を切り抜き別材とした 造形が完了 Artec Studio 11 で行った データ編集は 不要部の削除 した 3D モデルは しっかりと乾燥するように十分時間を 位置合わせ メッシュ化 テクスチャマッピングという一 置いたうえで プラットホーム上に積み重ねられた石膏粉 連の行程で 3D モデルを形成した 末内から取り出した 刷毛や 3D プリンタに付属するエア ブラシで造形したモデルの隙間にたまった石膏粉末を吹 き落とした後 強度や発色を向上させるために液化プラス チックを表面に塗布し 十分に乾燥させた 最後に別材と して出力した頭頂部の頭上面 底部を接着し レプリカが 完成した 図 3. 計測データを位置合わせした 3D データ(左)と メッシュ化処理の完了した 3D データ(右) Artec Studio 11 上で作成した 3D モデルを 3D プリン 図 4. 3D プリンタで出力された直後のレプリカ タで出力するために VRML ファイル (*.wrl)形式に変換 した また Claytools (Geomagic 社製)を用いて 出力さ れる 3D モデルの内刳り作業を行った Claytools は 専 2 4 レプリカの受け渡し 用のハプティック デバイス Omni を通じて 画面に 三次元計測で作成されたレプリカの利点として 複数の 表示されている 3D モデルを実世界で接触しているように 同一モデルが容易に作成可能であるということが挙げら 提示し 仮想空間にある 3D モデルを実際の彫刻のように れる 実際に 今回の調査ではレプリカを 2 点作成し 1 編集することのできるソフトウェアである このソフト 点は向堂観音堂に期限を切ることなくお預けすることと ウェアを用いることで 三次元計測して得られた 3D モデ し もう 1 点は 本学が所蔵する教育資料として大学教育 ルを直感的に編集することが可能になる や社会教育に活かすことにした Artec Studio 11 で編集 出力した 3D モデルを そのま 2017 年度の第 6 次調査に際して 住田町の方々の立ち まの状態で 3D プリンタに読み込ませると 中身がすべて 合いの下 向堂観音堂の管理者である浄福寺の多田御住職 詰まった無垢の状態で出力される しかし これではレプ へレプリカの受け渡しが行われた 本学で作成したレプリ リカが重くなりすぎてしまい 落下時の破壊の恐れなどを カは 調査時に使用した宿泊施設まで運輸し 向堂観音堂 考慮すると 遠距離を運ぶには適さない そのため までは自動車で運搬した 運輸時には 綿布団や薄様紙を Claytools を用いて 3D モデルに内刳りを施すことで レ 用いて 厳重に梱包した レプリカの運輸時における欠損 プリカの軽量化を図った が心配されたが 宿泊施設で梱包を解いて確認したところ 内刳り作業を終えた 3D モデルは本学の 3D プリンタ 欠損は見当たらず良好な状態であった ProJet 460 Plus Professional 3D Printer 3D Systems レプリカの作成は 実物が現地の向堂観音堂内にあった 社製 で出力した この 3D プリンタは 粉末固着方式の ため 写真や法量でしか見比べることができない中での作 石膏積層造形法を採用しており CMYK でのフルカラー 業であった そのため 大きさや色 質感 細部の表現な 出力が可能である⁶ 石膏粉末をプラットホーム上に一様 どが どれほど再現できているか または差が出てしまう に敷き プリントヘッドからインクと接着剤を吐出するこ かを確認できず 手探りの状態であった 現地で実物と見 201

4 佐野 宏一郎 赤津 將之 鈴木 奈津 濵松 佳生 山岸 公基 の一連の調査成果等を反映した これは凄い!!!3Dプリン 比べて それらの項目を比較したところ 大きさはほぼ一 致したが 木材と石膏という用いられた素材の違いが影響 ターレプリカ展 が 2017 年 11 月 22 日から 12 月 26 日 し 色や質感には差が出てしまった 特にレプリカは強化 の期間で 奈良教育大学図書館内のライぶらりギャラリー のため 表面に液化プラスチックを塗布したことにより で行われた この展示は 本学の学生や教職員だけでなく 光沢のある見た目となってしまった 細部の表現も 胸飾 他大学の学生や一般の方など 様々な利用層を有する大学 や腕釧 頭上面の表情などの細かな表現はレプリカでは表 図書館で 3D スキャナや 3D プリンタをはじめとした 先 現しきれていなかった これは 三次元計測で取得した 端的デジタル教材開発整備一式 の使用例や 本学の取り データの時点で読み取ることができていなかった情報で 組みをアピールするために行われた 多くの図書館利用者 あり より詳細を記録できるスキャナを用いることで改善 の目に留まり 本学の実践が注目されると幸いである 本 される可能性がある しかし 実物と見比べることで再認 学所蔵のレプリカは 岩手県気仙地域の仏像を知るための 識された細かな差違は 実物の美術的価値を再認識するこ 教材として また本学の被災地支援活動の典型例として とでもあり 改めて実物の素晴らしさを確認できる機会に 今後も教育活用されることになる もなった 図 7. 本学図書館での展示の様子 図 5. 実物の仏像とレプリカの比較 3 本実践の地域貢献と教育的意義について 完成したレプリカは身代わり本尊として堂内に安置さ れ 実物は管理者の下で厳重に管理されることになった 本項では 上記の実践例が 被災地での地域貢献を担い これにより 盗難などの被害に遭う可能性は低くなったと 三次元計測に関する実践的教育力を学ぶ場になっている 考えられ 何よりも管理者の方の盗難に対する危惧を軽減 か そして 本学でこうした取り組みを実践する意義を述 できたことが成果である 立ち会っていただいた住田町の べる 方々にも この結果を喜んでいただいた それは 管理者 3 1 被災地での地域貢献について の多田御住職から感謝状をいただいたことに端的に示さ 陸前高田市文化遺産調査は 被災地域で被害を免れた文 れた 化財を調査し その価値を明確にして 被災した方々を元 気づけることに目的があることは既に述べた しかし 価 値を明確にすることは その情報が広まることによって 盗難などの悪影響を生む可能性が考えられる 実際に 貴 重な文化財が発見されたとき 立ち会った報道機関に対し て報道規制を依頼することもある 文化財の盗難は深刻な 問題で 40 都道府県の 308 の寺社仏閣を対象に盗難 落 書きなどの人災の実態をアンケート調査した結果 全体の 約 14.6%にあたる 45 ヶ所で 盗難の被害に遭った と回 答があり そのうちの 11 ヶ所では防犯設備が設置されて いなかったという報告がある⁷ このような実態に対して 文化庁は 美術工芸品の防火 防犯対策チェックリスト 図 6. 管理者の多田御住職からいただいた感謝状 を発行し 防犯カメラやセンサーの設置 見回りの強化な どの対策を促しているが 本稿で取り上げた向堂観音堂の 2 5 学内での展示 ように 地方にある小堂では 費用や人手などが賄いきれ 本学が所蔵するレプリカの教材利用の一例として 今回 ず 実行できない場合もある 本調査でも 単に 地域の 202

5 陸前高田市文化遺産調査における 3D 機器の活用 文化財の価値を明確化するだけでなく 明確になった価値をその地域の方に示し 今後の適切な在り方を考えていくことが重要なのではないだろうか そういった文化財の広報活動が 被災した方々を元気づけることにつながるのである このような観点で本実践を考察すると 貴重な文化財の盗難の危惧を軽減させ 後世に残すための手助けをできたことは 大きな成果である また この調査を通じて この地域に住む方々が改めて貴重な文化財の存在を認識し 地域の誇りとして愛着を持っていただいたことが 文化財を通して元気づけるということも含めて重要なことである 3.2. 三次元機器を用いた教育実践力について現行の平成 20 年度版学習指導要領では 郷土の伝統や文化を受け止め そのよさを継承 発展させるための教育を充実する ことが盛り込まれている この内容を反映して今後 地域に根差した伝統文化や文化財を教材化する事例が増えていくことが予想される しかし 地域の文化財の資料化には課題がある 文化財は 一つ一つが唯一無二の価値を持つ そうした前提の下 貴重なものであると認識される しかし 文化財を教材としてレプリカ化しようと専門の業者等に依頼すると 唯一無二の価値が受注生産という状況を生み 結果として高コストが問題となってしまう 将来的に 3D スキャナや 3D プリンタといった先端機器が学校現場で普及すれば 自力で教材として文化財のレプリカを作成することが可能になり この課題は解消できる そうすることにより 地域に根差した文化財教育がより効果的に展開され 伝統や文化に関する教育の充実につながると考えられる 本実践における 地域の貴重な文化財を三次元計測し レプリカを作成するという活動は 学生が能動的に 3D 機器を活用しながら その技術や利用価値を学び 実践力を養うことのできる実習であったと捉えることができる このような実践力は 今後の学校現場においてさらに需要が大きくなると予想され 次世代の教育力を養う本実践は有効であったと考えられる 3.3. 本学が本実践に取り組む意義本実践は 被災地での三次元計測とレプリカの作成を通じて 被災地の貴重な文化財を盗難の危険性から保護し 被災地を元気づける活動であった また 学生が主体的にこの活動を行うことは 次世代の実践的教育力を自ら学ぶ機会となった このような実践的教育力が 今後求められる教員の資質であると予想されることから 本学でこの実践に取り組んだ意義は大きい また 本実践と類似する報告があり 全国規模でこうした取り組みが行われている 例えば 和歌山県では近年 仏像盗難の多発が深刻化しており この状況を打破すべく 和歌山県立博物館の大河内氏が中心となって 盗難の恐れのある仏像のレプリカを 和歌山県立和歌山工業高等学校産業デザイン科の学生と連携して 3D スキャナや 3D プ リンタといった 3D 機器を利用する実習で作成した⁹ この実践では 高校生が授業の一環としてレプリカを作成した点に違いはあるものの 学校現場で 3D 機器を用いて 文化財を保護しようとするモデルとして非常に興味深い また この報告は 和歌山県には教育機関と連携し 三次元機器を用いて文化財を保護する環境が県内にあることを示している しかし 奈良県や調査を行った陸前高田市を中心とした気仙地域では このような実践報告はされておらず 環境の整備が普及していないことが現状である この状況を打破し 文化財を保護する環境を整えていくためにも 本学が率先してこのような取り組みを進めていく必要がある 4. まとめ 年度の陸前高田市文化遺産調査で行われた向堂観音堂十一面観音菩薩坐像の三次元計測 レプリカ作成の事例を取り上げ 本学の 3D 機器が被災地での地域貢献を担っているか この事例が三次元計測に関する実践的教育力をどのように学ぶ場になっているか そして 本学でこのような取り組みを実践する意義を考察した 地域の文化財のレプリカを作成し 教材化 資料化していくことは 経済活動を第一に優先する業者委託などには難しい分野でもある 文化財を学ぶということは 経済性を優先しない文化的価値観を伝え 継承していくことでもある このことは 本学が有する 3D スキャナや 3D プリンタといった 3D 機器を使用するからこそできる利点であり 伝統文化教育の充実を図るためにも 教育現場での 3D 機器の普及が期待される 引用参考文献 1) 地域と連携した 学ぶ喜びを知り 自ら学び続ける 教員の養成に向けた持続可能な開発のための教育活性化プロジェクト (2013), 平成 24 年度奈良教育大学陸前高田市文化遺産調査団報告概要, 平成 24 年度奈良教育大学陸前高田市文化遺産調査報告書,p.3. 2) 山岸公基 青木智史 大山明彦 金原正明 小山聖美 馬場翔子 (2015), 先進機器を用いた文化財調査とその教育的活用 - 次世代教員養成に向けた新たな取り組み-, 奈良教育大学次世代教員養成センター研究紀要, 第 1 号,pp ) 山岸公基 (2015), 岩手県陸前高田市 常膳寺の仏像 同 陸前高田市 常膳寺と住田町向堂観音堂の十一面観音菩薩像 同 陸前高田市黒崎神社の十一面観音菩薩坐像懸仏と陸前高田市 住田町の十五世紀後半の仏像, 2012 年度 年度奈良教育大学陸前高田市文化遺産調査報告書,pp ,pp ,pp ) 田辺希文 (1772 年撰 ), 封内風土記巻二十一気仙 203

6 佐野宏一郎 赤津將之 鈴木奈津 濵松佳生 山岸公基 郡, 仙台叢書封内風土記仙台叢書出版会 (1893 年 ) 5) 前述, 先進機器を用いた文化財調査とその教育的活用 - 次世代教員養成に向けた新たな取り組み-,p ) 同上, 先進機器を用いた文化財調査とその教育的活用 - 次世代教員養成に向けた新たな取り組み-,p ) 朴ジョンヨン 崔青林 金玟淑 谷口仁士 (2013), 文化財所有者を対象とした人災 獣害の現状と防御 システムに関する調査研究, 歴史都市防災論文集 - 立命館大学グローバル COE プログラム歴史都市を守る 文化遺産災害学 推進拠点編 -,Vol.7,pp ) 大河内智之 (2015), 犯罪被害に遭う仏像 - 文化財盗難についての現状と対策 -, 高野山時報第 3342 号,pp

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